DE102015011421A1 - Method for visualizing an object field during a surgical procedure and surgical microscope for carrying out the method - Google Patents

Method for visualizing an object field during a surgical procedure and surgical microscope for carrying out the method Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs umfasst ein Aufnehmen eines Bildes des Objektfeldes mit einer Kamera, ein Identifizieren eines Werkzeugs in dem aufgenommenen Bild, ein Bestimmen eines Bildbereichs in dem aufgenommenen Bild, welcher nahe einem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs angeordnet ist, und ein Erzeugen einer Darstellung des Objektfeldes und Erzeugen einer Darstellung des bestimmten Bildbereichs derart, dass die Darstellung des bestimmten Bildbereichs der Darstellung des Objektfeldes überlagert erscheint, wobei eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des bestimmten Bildbereichs erscheinen, größer ist als eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des Objektfeldes erscheinen.A method of visualizing an object field during a surgical procedure comprises capturing an image of the object field with a camera, identifying a tool in the captured image, determining an image area in the captured image located near a predetermined portion of the identified tool, and generating a representation of the object field and generating a representation of the particular image region such that the representation of the particular image region appears superimposed on the representation of the object field, wherein a magnification with which structures of the object appear in the representation of the particular image region is greater than one Magnification, with which structures of the object appear in the representation of the object field.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs und ein chirurgisches Mikroskop zur Ausführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for visualizing an object field during a surgical procedure and to a surgical microscope for carrying out this method.

Bei mikrochirurgischen Eingriffen beobachtet ein Chirurg das Operationsfeld durch ein Mikroskop und führt Manipulationen mit einem chirurgischen Werkzeug durch. Im Vergleich zu chirurgischen Eingriffen, welche unter Beobachtung mit dem nackten Auge vorgenommen werden, sind mikrochirurgische Eingriffe, bei denen der Chirurg das zu manipulierende Gewebe und das hierfür verwendete Werkzeug als ein Mikroskopbild wahrnimmt, schwierig durchzuführen. Es ist wünschenswert, ein Mikroskop so auszustatten, dass dem Chirurgen die Arbeit erleichtert wird und die Visualisierung des Objektfeldes verbessert wird.In microsurgical procedures, a surgeon observes the surgical field through a microscope and performs manipulations with a surgical tool. Compared to surgical procedures performed on the naked eye under observation, microsurgical procedures in which the surgeon perceives the tissue to be manipulated and the tool used as a microscope image are difficult to perform. It is desirable to equip a microscope to facilitate the surgeon's work and to improve the visualization of the object field.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs und ein dieses Verfahren erlaubendes chirurgisches Mikroskop vorzuschlagen, welche dem Benutzer die Arbeit erleichtern.Accordingly, it is an object of the present invention to propose a method for visualizing an object field during a surgical procedure and a surgical microscope permitting this method, which facilitate the work of the user.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs vorgeschlagen, welches umfasst: Aufnehmen eines Bildes des Objektfeldes mit einer Kamera; Identifizieren eines Werkzeugs in dem aufgenommenen Bild; Bestimmen eines Bildbereichs in dem aufgenommenen Bild, welcher nahe einem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs angeordnet ist; Erzeugen einer Darstellung des Objektfeldes und Erzeugen einer Darstellung des bestimmten Bildbereichs derart, dass die Darstellung des bestimmten Bildbereichs der Darstellung des Objektfeldes überlagert erscheint, wobei eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des bestimmten Bildbereichs erscheinen, größer ist als eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des Objektfeldes erscheinen.According to one embodiment of the invention, a method for visualizing an object field during a surgical procedure is proposed, which comprises: taking a picture of the object field with a camera; Identifying a tool in the captured image; Determining an image area in the captured image located near a predetermined portion of the identified tool; Generating a representation of the object field and generating a representation of the determined image region such that the representation of the determined image region appears superimposed on the representation of the object field, a magnification with which structures of the object appear in the representation of the determined image region is greater than an enlargement, appear with the structures of the object in the representation of the object field.

Bei herkömmlichen chirurgischen Mikroskopen besteht ein Problem darin, dass die eingestellte Vergrößerung des Mikroskops die Größe des abgebildeten Objektfeldes definiert. Das Erhöhen der Vergrößerung beispielsweise mittels eines Zoom-Systems, verkleinert das abgebildete Objektfeld, und es ist für den Benutzer nicht möglich, ein großes Objektfeld mit einer großen Vergrößerung zu betrachten.A problem with conventional surgical microscopes is that the set magnification of the microscope defines the size of the imaged object field. Increasing the magnification, for example by means of a zoom system, reduces the imaged object field and it is not possible for the user to view a large object field with a large magnification.

Mit dem obigen Verfahren ist es möglich, ein großes Objektfeld mit einer gegebenen Vergrößerung zu betrachten und gleichzeitig einen interessierenden Bereich des Objektfeldes mit einer größeren Vergrößerung zu betrachten. Dieser interessierende Bereich kann vom Benutzer durch Bewegen des Werkzeugs innerhalb des Objektfeldes ausgewählt werden. Das Werkzeug kann beispielsweise eine Nadel oder eine Pinzette oder dergleichen sein, welche ohnehin zur Manipulation des Gewebes im Objektfeld während des chirurgischen Eingriffs verwendet wird. Dieses Werkzeug wird mithilfe eines Bildverarbeitungsverfahrens in dem aufgenommenen Kamerabild identifiziert. Als geeignetes Bildverarbeitungsverfahren zum Identifizieren von Werkzeugen kann beispielsweise ein Verfahren verwendet werden, wie es in der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2014 007 909.0 beschrieben ist.With the above method, it is possible to view a large object field at a given magnification and at the same time view a region of interest of the object field with a larger magnification. This area of interest can be selected by the user by moving the tool within the object field. The tool may for example be a needle or tweezers or the like, which is anyway used for manipulating the tissue in the object field during the surgical procedure. This tool is identified by an image processing method in the captured camera image. As a suitable image processing method for identifying tools, for example, a method can be used as described in US Pat German Patent Application No. 10 2014 007 909.0 is described.

Ein vorbestimmtes Teil des identifizierten Werkzeugs, beispielsweise die Spitze einer Nadel oder eine der beiden Spitzen einer Pinzette, wird dazu verwendet, den Bildbereich festzulegen, welcher mit größerer Vergrößerung erscheint. Der Bildbereich in dem aufgenommenen Bild, welcher mit größerer Vergrößerung dargestellt wird, weist eine vorbestimmte Lage zu einem Ort auf, an welchem das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs in dem aufgenommenen Bild angeordnet ist. Beispielsweise kann dieser Bildbereich das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs selbst enthalten oder er kann neben dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs im Bild angeordnet sein. Wenn das identifizierte Werkzeug selbst in dem Bildbereich angeordnet ist, kann ferner festgelegt werden, ob das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs im Zentrum des Bildbereichs oder unter einem vorbestimmten Winkel und Abstand vom Zentrum des Bildbereichs angeordnet ist. Ebenso ist es möglich, dass der vorbestimmte Bildbereich unter vorbestimmten Winkeln in Umfangsrichtung um das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs und mit vorbestimmten Abständen von diesem angeordnet ist, wenn der Bildbereich das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs nicht enthält. Die Parameter, welche den Bildbereich relativ zu dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs definieren, können vom Benutzer festgelegt werden. Beispiele für derartige Parameter sind Breite, Höhe und/oder Durchmesser des Bildbereichs, beispielsweise relativ zu einer Breite und/oder Höhe des dargestellten Objektfeldes, ein Abstand eines Zentrums des Bildbereichs von dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs in dem aufgenommenen Bild und/oder ein Winkel, welcher die Position in Umfangsrichtung um das vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs angibt, an welcher beispielsweise das Zentrum des Bildbereichs relativ zu dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs angeordnet ist.A predetermined portion of the identified tool, such as the tip of a needle or one of the two tips of a pair of tweezers, is used to define the image area which appears at a greater magnification. The image area in the captured image, which is displayed at a larger magnification, has a predetermined position to a location at which the predetermined part of the identified tool is arranged in the captured image. For example, this image area may contain the predetermined part of the identified tool itself, or it may be arranged next to the predetermined part of the identified tool in the image. Further, if the identified tool itself is located in the image area, it may be determined whether the predetermined part of the identified tool is located in the center of the image area or at a predetermined angle and distance from the center of the image area. It is also possible that the predetermined image area is arranged at predetermined angles circumferentially around the predetermined part of the identified tool and at predetermined distances therefrom, if the image area does not include the predetermined part of the identified tool. The parameters defining the image area relative to the predetermined part of the identified tool may be set by the user. Examples of such parameters are width, height and / or diameter of the image area, for example relative to a width and / or height of the displayed object field, a distance of a center of the image area from the predetermined part of the identified tool in the captured image and / or an angle indicative of the position in the circumferential direction about the predetermined part of the identified tool on which, for example, the center of the image area is located relative to the predetermined part of the identified tool.

Der auf diese Weise bestimmte Bildbereich wird derart dargestellt, dass er der erzeugten Darstellung des Objektfeldes überlagert erscheint. Auch hierbei kann vorbestimmt sein, an welcher Stelle die vergrößerte Darstellung des bestimmten Bildbereichs innerhalb der Darstellung des Objektfeldes erscheint. Beispielsweise kann diese Stelle in Bezug auf die Darstellung des Objektfeldes festgelegt sein und beispielsweise immer links oben oder rechts unten erfolgen, unabhängig davon, wo der bestimmte Bildbereich selbst bzw. der vorbestimmte Teil des identifizierten Werkzeugs innerhalb des aufgenommenen Bildes angeordnet sind. Ferner ist es möglich, dass die Stelle, an der die vergrößerte Darstellung des bestimmten Bildbereichs innerhalb der Darstellung des Objektfeldes erscheint, relativ zu dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs selbst oder relativ zu dem bestimmten Bildbereich festgelegt ist. Auch hier können Parameter, welche die Stelle beschreiben, beispielsweise als Winkel in Umfangsrichtung und/oder Abstand bezüglich dem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs oder bezüglich beispielsweise dem Zentrum des bestimmten Bildbereichs gegeben sein.The image area determined in this way is displayed in such a way that it appears superimposed on the generated representation of the object field. Again, it may be predetermined at which point the enlarged representation of the specific image area within the representation of the object field appears. For example, this location may be fixed with respect to the representation of the object field and, for example, always left upper or bottom right, regardless of where the particular image area itself or the predetermined part of the identified tool are located within the captured image. Further, it is possible that the location where the magnified representation of the particular image area appears within the representation of the object field is fixed relative to the predetermined portion of the identified tool itself or relative to the particular image area. Again, parameters describing the location may be given, for example, as angles in the circumferential direction and / or distance with respect to the predetermined part of the identified tool or, for example, with respect to the center of the particular image area.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Erzeugen der Darstellung des Objektfeldes ein optisches Abbilden des Objektfeldes über ein Okular. Gemäß einer Ausführungsform hierin, umfasst das Erzeugen der Darstellung des bestimmten Bildbereichs ein Darstellen des bestimmten Bildbereichs durch eine Bildanzeigevorrichtung und ein optisches Abbilden eines Bildes der Bildanzeigevorrichtung über das Okular.According to one embodiment, the generation of the representation of the object field comprises an optical imaging of the object field via an eyepiece. According to an embodiment herein, generating the representation of the particular image area comprises displaying the determined image area by an image display device and optically imaging an image of the image display device via the eyepiece.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst das Erzeugen der Darstellung des Objektfeldes eine Darstellung des bestimmten Bildbereichs durch eine Bildanzeigevorrichtung. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform hierin, umfasst das Erzeugen der Darstellung des bestimmten Bildbereichs ein Darstellen des bestimmten Bildbereichs durch die Bildanzeigevorrichtung.According to another exemplary embodiment, generating the representation of the object field comprises displaying the determined image area by an image display device. According to an exemplary embodiment herein, generating the representation of the particular image area comprises displaying the determined image area by the image display device.

Die Bildanzeigevorrichtung kann ein Tischmonitor oder eine kopfgetragene Bildanzeigevorrichtung sein.The image display device may be a desktop monitor or a head-mounted image display device.

Ausführungsformen der Erfindung stellen ferner ein chirurgisches Mikroskop bereit, welches eine Mikroskop-Optik, eine Kamera, eine Bildanzeigevorrichtung und/oder ein Okular und eine Steuerung umfasst, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das vorangehend erläuterte Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs auszuführen.Embodiments of the invention further provide a surgical microscope comprising a microscope optics, a camera, an image display device, and / or an eyepiece and a controller, the controller being configured to perform the above-described method of visualizing an object field during a surgical procedure perform.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigtEmbodiments of the invention are explained below with reference to figures. This shows

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines chirurgischen Mikroskops; 1 a schematic representation of an embodiment of a surgical microscope;

2 eine Darstellung eines Objektfeldes über eine Bildanzeigevorrichtung; 2 a representation of an object field via an image display device;

3 eine der 2 entsprechende Darstellung des Objektfeldes mit überlagerter vergrößerter Darstellung eines interessierenden Bereichs; 3 one of the 2 corresponding representation of the object field with a superimposed enlarged representation of a region of interest;

4 eine der 2 entsprechende, schematisch vereinfachte Darstellung, in welcher in 2 sichtbare Elemente mit Bezugszeichen versehen sind; und 4 one of the 2 corresponding, schematically simplified representation in which in 2 visible elements are provided with reference numerals; and

5 eine der 3 entsprechende, schematisch vereinfachte Darstellung, in welcher in 3 sichtbare Elemente mit Bezugszeichen versehen sind. 5 one of the 3 corresponding, schematically simplified representation in which in 3 visible elements are provided with reference numerals.

1 ist eine schematische Darstellung eines chirurgischen Mikroskops 1. Das chirurgische Mikroskop 1 umfasst eine Abbildungsoptik 3, welche dazu konfiguriert ist, Bilder einer Retina 7 eines Auges 11 zu erzeugen. Die Abbildung der Retina 7 erfolgt mit der Abbildungsoptik 3 des dargestellten Ausführungsbeispiels zum einen über ein Paar von Okularen 13, in welche ein Chirurg mit seinen beiden Augen Einblick nehmen kann, und zum anderen auf eine Kamera 15, welche Bilder der Retina 7 aufnehmen und die Bilder repräsentierende Daten erzeugen kann. 1 is a schematic representation of a surgical microscope 1 , The surgical microscope 1 includes an imaging optics 3 which is configured to take pictures of a retina 7 one eye 11 to create. The picture of the retina 7 done with the imaging optics 3 of the illustrated embodiment on the one hand via a pair of eyepieces 13 in which a surgeon can see with his two eyes, and on the other hand on a camera 15 What images of the retina 7 record and represent the images representing data.

Hierzu umfasst die Optik 3 eine Objektivlinse 17, welche aus ein oder mehreren Linsenelementen bestehen kann und, in dem hier dargestellten Beispiel, insbesondere das Bildfeld nach unendlich abbildet. In dem Strahlengang hinter der Objektivlinse 17 werden zwei Teilstrahlenbündel 19 durch jeweils eine Zoomlinsenanordnung 21 geführt, welche einen Abbildungsmaßstab der Optik ändern können. Hierzu umfassen die beiden Zoomlinsenanordnungen 21 jeweils wenigstens zwei Linsengruppen 22 und 23, welche relativ zueinander in Strahlrichtung der Teilstrahlenbündel 19 verlagerbar sind, wie dies in 1 durch einen Pfeil 24 angedeutet ist. Die Verlagerung der beiden Linsengruppen 22 und 23 relativ zueinander wird durch einen Aktuator 25 gesteuert, welcher wiederum über eine Steuerleitung 27 zur Einstellung des Abbildungsmaßstabs der Optik 3 von einer Steuerung 29 kontrolliert wird.This includes the optics 3 an objective lens 17 , which may consist of one or more lens elements and, in the example shown here, in particular the image field to infinity maps. In the beam path behind the objective lens 17 become two partial beams 19 by a respective zoom lens arrangement 21 led, which can change a magnification of the optics. For this purpose, the two zoom lens arrangements comprise 21 in each case at least two lens groups 22 and 23 which are relative to each other in the beam direction of the partial beams 19 are relocatable, as in 1 through an arrow 24 is indicated. The displacement of the two lens groups 22 and 23 relative to each other is through an actuator 25 controlled, which in turn via a control line 27 for setting the magnification of the optics 3 from a controller 29 is controlled.

Nach Durchlaufen der Zoomlinsenanordnung 21 treten die Teilstrahlenbündel 19 in die Okulare 13 ein, wobei allerdings aus dem in 1 rechts gezeigten Teilstrahlenbündel 19 über einen teildurchlässigen Spiegel 31 ein Teil des Lichts des Teilstrahlenbündels 19 umgelenkt wird und über eine Kameraadapteroptik 33 auf die Kamera gerichtet wird, so dass diese das Bild der Retina 7 detektieren kann. Die von der Kamera 15 erzeugten Daten werden über eine Datenleitung 35 an die Steuerung 29 übertragen.After passing through the zoom lens arrangement 21 kick the partial beams 19 into the eyepieces 13 one, whereby however from the in 1 shown on the right partial beam 19 via a partially transparent mirror 31 a part of the light of the partial beam 19 is deflected and a camera adapter optics 33 aimed at the camera, so that this is the image of the retina 7 can detect. The from the camera 15 Data generated are via a data line 35 to the controller 29 transfer.

Die Optik 3 umfasst ferner eine Anzeigevorrichtung mit zwei elektronischen Bildanzeigen 41, welche von der Steuerung 29 über eine Datenleitung 43 mit Bild-Daten versorgt werden. Die von den Bildanzeigen 41 dargestellten Bilder werden jeweils über eine Projektionsoptik 45 und einen in dem Teilstrahlenbündel 19 angeordneten teildurchlässigen Spiegel 47 in die Strahlengänge hin zu den Okularen 13 projiziert, so dass ein Benutzer, der in die Okulare 13 Einblick nimmt, die durch die Anzeigen 41 dargestellten Bilder in Überlagerung mit dem Bild des Bildfelds 7 des Objektbereichs 11 wahrnehmen kann. The optics 3 further comprises a display device with two electronic image displays 41 which of the controller 29 via a data line 43 be supplied with image data. The from the picture ads 41 Images shown are each about a projection optics 45 and one in the partial beam 19 arranged partially transparent mirror 47 in the beam paths to the eyepieces 13 projected, leaving a user in the eyepieces 13 Insight takes that through the ads 41 images overlaid with the image of the image field 7 of the object area 11 can perceive.

2 zeigt ein Bild einer Bildanzeigevorrichtung, beispielsweise eines an die Steuerung 29 angeschlossenen Tischmonitors 83 (siehe 1), welcher zur Erzeugung der Darstellung eines Objektfeldes verwendet wird. Die 4 ist eine der 2 entsprechende, schematisch vereinfachte Darstellung, in welcher in 2 sichtbare Elemente mit Bezugszeichen versehen sind. 2 shows an image of an image display device, such as one to the controller 29 connected table monitors 83 (please refer 1 ) which is used to generate the representation of an object field. The 4 is one of the 2 corresponding, schematically simplified representation in which in 2 visible elements are provided with reference numerals.

In einem Bildbereich 51 des Tischmonitors 83 erfolgt die Darstellung des Objektfeldes, welches im vorliegenden Beispiel ein Teil der Retina 7 des Auges 11 ist. Strukturen der Retina, wie beispielsweise Adern 53 sind in der erzeugten Darstellung erkennbar. In der Darstellung des Objektfeldes ist ferner ein chirurgisches Werkzeug in Form einer Pinzette 55 mit einer ersten Spitze 56 und einer zweiten Spitze 57 erkennbar. Das chirurgische Werkzeug 55 wird von dem Benutzer des chirurgischen Mikroskops mit der Hand geführt.In a picture area 51 the desktop monitor 83 the representation of the object field takes place, which in the present example is a part of the retina 7 of the eye 11 is. Structures of the retina, such as veins 53 are recognizable in the generated representation. In the representation of the object field is also a surgical tool in the form of tweezers 55 with a first tip 56 and a second tip 57 recognizable. The surgical tool 55 is guided by the user of the surgical microscope by hand.

Der Bildschirm 83 zeigt ferner Steuerelemente einer Benutzerschnittstelle der Steuerung 29 des chirurgischen Mikroskops 1, welche mit eine an die Steuerung 29 angeschlossene Maus 85 betätigt werden können.The screen 83 also shows controls of a user interface of the controller 29 of the surgical microscope 1 , which one with the control 29 connected mouse 85 can be operated.

In dem Bereich 51 der Bildanzeigevorrichtung wird im Wesentlichen das gesamte Objektfeld des Mikroskops dargestellt, wie es durch die Kamera 15 detektiert wird. Eine Vergrößerung dieser Darstellung kann beispielsweise dadurch berechnet werden, indem ein Abstand von zwei Strukturen innerhalb des Bildes im Bereich 51 der Bildanzeigevorrichtung geteilt wird durch einen Abstand, den diese Strukturen auf der Retina 11 des Auges aufweisen. Diese Vergrößerung kann durch Betätigen des Zoom-Systems 21 geändert werden und wird vom Benutzer so eingestellt, dass er ein ausreichend großes Objektfeld mit einer ausreichend großen Vergrößerung betrachten kann. Diese soweit herkömmliche Betriebsweise des chirurgischen Mikroskops hat allerdings den Nachteil, dass nicht gleichzeitig ein großes Objektfeld mit einer großen Vergrößerung betrachtet werden kann. Deshalb sieht das hier erläuterte Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs die Erzeugung einer Darstellung des Objektfeldes und die Erzeugung einer Darstellung eines bestimmten Bildbereichs derart vor, dass die Darstellung des bestimmten Bildbereichs der Darstellung des Objektfeldes überlagert erscheint, wobei eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des bestimmten Bildbereichs erscheinen, größer ist als eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des Objektfeldes erscheinen.In that area 51 The image display device is shown essentially the entire object field of the microscope, as by the camera 15 is detected. An enlargement of this representation can be calculated, for example, by placing a distance of two structures within the image in the area 51 The image display device is divided by a distance that these structures on the retina 11 of the eye. This magnification can be achieved by operating the zoom system 21 and is set by the user to view a sufficiently large object field with a sufficiently large magnification. However, this conventional operation of the surgical microscope has the disadvantage that it is not possible at the same time to observe a large object field with a large magnification. Therefore, the method for visualizing an object field explained here during a surgical procedure provides the generation of a representation of the object field and the generation of a representation of a specific image area in such a way that the representation of the specific image area appears superimposed on the representation of the object field, wherein a magnification with which Structures of the object in the representation of the particular image area appear to be larger than a magnification with which structures of the object appear in the representation of the object field.

Ein Beispiel für die Erzeugung derartiger Darstellungen ist in 3 gezeigt. 5 ist wiederum eine der 3 entsprechende, schematisch vereinfachte Darstellung, in welcher in 3 sichtbare Elemente mit Bezugszeichen versehen sind.An example of the generation of such representations is in 3 shown. 5 is again one of the 3 corresponding, schematically simplified representation in which in 3 visible elements are provided with reference numerals.

Eine durch die Steuerung 29 betriebene Bildverarbeitungssoftware identifiziert in dem durch die Kamera 15 aufgenommenen Bild das verwendete chirurgische Werkzeug 55 und bestimmt dann eine Position eines vorbestimmten Teils des Werkzeugs 55 in dem Bild 51. Im vorliegenden Beispiel wird das distale Ende der Spitze 56 des Werkzeugs 55 als das in 4 mit einem Kreuz 59 versehene vorbestimmte Teil des Werkzeugs 55 verwendet. Ein durch unterbrochene Linie in 4 repräsentierter Bildbereich 61 entspricht einem interessierenden Bereich (”region of interest”, ROI), welcher der Benutzer mit einer erhöhten Vergrößerung betrachten möchte.One through the controller 29 operated image processing software identified in the by the camera 15 captured image the surgical tool used 55 and then determines a position of a predetermined part of the tool 55 in the picture 51 , In the present example, the distal end of the tip becomes 56 of the tool 55 than that in 4 with a cross 59 provided predetermined part of the tool 55 used. A broken line in 4 represented image area 61 corresponds to a region of interest (ROI) that the user wishes to view at an increased magnification.

Die Position und Ausdehnung des interessierenden Bereichs 61 innerhalb des Objektfeldes 51 kann durch verschiedene Parameter bestimmt sein. Geeignete Parameter sind ein Winkel α, welcher den Winkel angibt, unter welchem ein Zentrum des interessierenden Bereichs 61 in Umfangsrichtung um das vorbestimmte Teil 59 des Werkzeugs 55 angeordnet ist. Ferner ist hierfür geeignet ein Abstand a zwischen dem Zentrum des interessierenden Bereichs 61 und dem vorbestimmten Teil 59 des Werkzeugs 55. Weiterhin ist hierfür geeignet beispielsweise der Durchmesser des interessierenden Bereichs. Diesen Parameter kann der Benutzer beispielsweise über eine an die Steuerung 29 angeschlossene Tastatur 84 und die Maus 85 eingeben und ändern.The position and extent of the region of interest 61 within the object field 51 can be determined by various parameters. Suitable parameters are an angle α indicating the angle under which a center of the region of interest 61 in the circumferential direction about the predetermined part 59 of the tool 55 is arranged. Further, a distance a between the center of the region of interest is suitable for this purpose 61 and the predetermined part 59 of the tool 55 , Furthermore, suitable for this purpose, for example, the diameter of the region of interest. The user can, for example, apply this parameter to the controller via one 29 connected keyboard 84 and the mouse 85 enter and change.

3 und die entsprechende 5 zeigen die überlagerte Darstellung des Objektfeldes und des interessierenden Bereichs 61, wie sie in dem Bereich 51 der Bildanzeigevorrichtung erzeugt wird. Hierbei wird eine vergrößerte Darstellung 63 des interessierenden Bereichs 61 innerhalb der Darstellung des Objektfeldes erzeugt, welche ansonsten gleich der Darstellung des Objektfeldes in 2 ist. Die Darstellung 63 des interessierenden Bereichs 61 innerhalb der Darstellung des Objektfeldes erfolgt mit einer größeren Vergrößerung als die Darstellung des Restes des Objektfeldes. Dies ist daran ersichtlich, dass ein Durchmesser der Darstellung 63 etwa doppelt so groß ist wie der Durchmesser des interessierenden Bereichs 61 in 4. Die Darstellung 63 des interessierenden Bereichs erfolgt an einer Stelle innerhalb des Bereichs 51 der Bildanzeigevorrichtung, welche durch Parameter vom Benutzer festgelegt werden kann. 5 zeigt als geeignete Parameter einen Abstand b zwischen dem vorbestimmten Teil 59 und einem Zentrum 64 der Darstellung 63 des interessierenden Bereichs und einen Winkel β, welcher die Position in Umfangsrichtung des Zentrums 64 der Darstellung 63 des interessierenden Bereichs 61 um den vorbestimmten Teil 59 des identifizierten Werkzeugs 55 angibt. Somit kann der Benutzer in der erzeugten überlagerten Darstellung zum einen ein großes Objektfeld erkennen, was es ihm ermöglicht, die Übersicht über einen ausreichend großen Bereich der Retina zu bewahren, an welcher der Eingriff vorgenommen wird. Gleichzeitig kann der Benutzer eine vergrößerte Darstellung des Bereichs 61 um die Spitze 56 des Werkzeugs 55 wahrnehmen, was es ihm erlaubt, feine Manipulationen an der Retina des Auges vorzunehmen. 3 and the corresponding one 5 show the superimposed representation of the object field and the region of interest 61 as they are in the field 51 the image display device is generated. This will be an enlarged view 63 of the area of interest 61 generated within the representation of the object field, which otherwise equal to the representation of the object field in 2 is. The representation 63 of the area of interest 61 within the representation of the object field takes place with a larger magnification than the representation of the rest of the object field. This is evident from the fact that a diameter of the representation 63 about twice the diameter of the area of interest 61 in 4 , The representation 63 of the area of interest is at a location within the area 51 the image display device, which can be set by parameters by the user. 5 shows as a suitable parameter a distance b between the predetermined part 59 and a center 64 the presentation 63 of the region of interest and an angle β which is the position in the circumferential direction of the center 64 the presentation 63 of the area of interest 61 around the predetermined part 59 of the identified tool 55 indicates. Thus, in the generated superimposed representation, the user can, on the one hand, recognize a large object field, which enables him to maintain the overview of a sufficiently large area of the retina on which the intervention is made. At the same time, the user can see an enlarged view of the area 61 around the top 56 of the tool 55 perceive what allows it to perform fine manipulations on the retina of the eye.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014007909 [0006] DE 102014007909 [0006]

Claims (6)

Verfahren zur Visualisierung eines Objektfeldes während eines chirurgischen Eingriffs, umfassend: Aufnehmen eines Bildes des Objektfeldes mit einer Kamera; Identifizieren eines Werkzeugs in dem aufgenommenen Bild; Bestimmen eines Bildbereichs in dem aufgenommenen Bild, welcher nahe einem vorbestimmten Teil des identifizierten Werkzeugs angeordnet ist; Erzeugen einer Darstellung des Objektfeldes und Erzeugen einer Darstellung des bestimmten Bildbereichs derart, dass die Darstellung des bestimmten Bildbereichs der Darstellung des Objektfeldes überlagert erscheint, wobei eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des bestimmten Bildbereichs erscheinen, größer ist als eine Vergrößerung, mit der Strukturen des Objekts in der Darstellung des Objektfeldes erscheinen.A method of visualizing an object field during a surgical procedure, comprising: Taking a picture of the object field with a camera; Identifying a tool in the captured image; Determining an image area in the captured image located near a predetermined portion of the identified tool; Generating a representation of the object field and generating a representation of the determined image region such that the representation of the determined image region appears superimposed on the representation of the object field, a magnification with which structures of the object appear in the representation of the determined image region is greater than an enlargement, appear with the structures of the object in the representation of the object field. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der Darstellung des Objektfeldes ein optisches Abbilden des Objektfeldes über ein Okular umfasst.The method of claim 1, wherein generating the representation of the object field comprises optically imaging the object field via an eyepiece. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Erzeugen der Darstellung des bestimmten Bildbereichs ein Darstellen des bestimmten Bildbereichs durch eine Bildanzeigevorrichtung und ein optisches Abbilden eines Bildes der Bildanzeigevorrichtung über das Okular umfasst.The method of claim 2, wherein generating the representation of the particular image area comprises displaying the determined image area by an image display device and optically imaging an image of the image display device via the eyepiece. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der Darstellung des Objektfeldes ein Darstellen des bestimmten Bildbereichs durch eine Bildanzeigevorrichtung umfasst.The method of claim 1, wherein generating the representation of the object field comprises displaying the determined image area by an image display device. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Erzeugen der Darstellung des bestimmten Bildbereichs ein Darstellen des bestimmten Bildbereichs durch die Bildanzeigevorrichtung umfasst.The method of claim 4, wherein generating the representation of the particular image area comprises displaying the determined image area by the image display device. Chirurgisches Mikroskop, umfassend: eine Mikroskop-Optik; eine Kamera; eine Bildanzeigevorrichtung und/oder ein Okular; und eine Steuerung; wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.Surgical microscope comprising: a microscope optics; a camera; an image display device and / or an eyepiece; and a controller; wherein the controller is configured to perform the method of any one of claims 1 to 5.
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